动态库与静态库

什么是库

• 所谓的库就是一些大神们写好的实现某一功能的代码，我们可以拿复用，这样就可以提高开发效率。
• 库的本质是一种二进制的文本文件，可以被操作系统载入内存执行。
• 库又分为两种动态库(.so/.dll)和静态库（.a/.lib）

库是在什么时候被调用的

一般我们写的代码会有多个源文件，这些源文件在编译成可执行成语要经过四个步骤，再最后一步链接之前，这些源文件都是各自编译的，互不干扰，所以库和源文件是在链接的时候被加载到一起的。这里又分为静态链接和动态链接，分别调用的是静态库和动态库。

具体链接过程下面分别讲述

静态库

静态库就是在链接阶段把目标文件.o和调用到的静态库一起链接打包到可执行程序里。

• 如下图：如果多个进程都调用一个静态库，那么这个库在内存中就多份拷贝导致浪费空间。

优点

• 程序运行时与静态库没有瓜葛了，因为程序自己已经有一份静态库了，所以方便移植。
• 因为不需要动态链接，不需要在符号表里面查询，所以代码装载速度快，执行速度略比动态链接库快。
• 只需保证在开发者的计算机中有正确的.LIB文件，在以二进制形式发布程序时不需考虑在用户的计算机上.LIB文件是否存在及版本问题，可避免DLL地域等问题。

缺点

• 静态库在程序编译时会被链接到目标文件中，因此可执行程序的体积比较大。如果同时执行多个同样的可执行程序，就意味着在内存中每一个执行程序都有一份静态库。
• 修改起来麻烦，不方便维护

Liunx应用静态库

• LIBRARY_PATH环境变量：指定程序静态链接库文件搜索路径

1.从上面编译过程那张图可以发现，无论是调用静态库还是动态库，都要编译到.o文件才可以链接，既然要把静态库和.o文件链接在一起，所以静态库也可以简单的看出.o文件。我们先把库文件编译成.o文件

2.由.o文件生成静态库文件

• liunx下静态库的命名规范 "lib[name].a" lib为前缀，name是静态库名称，扩展名是.a 

3.使用静态库

gcc -o main main.c -static -lmytest -L.

• static 表示程序是静态链接
• -l[name] 指定静态库
• -L[path] 指定静态库的路径 '.' 表示当前路径

这时我把静态库删除，依然可以运行程序

动态库

• 动态库并没与被链接到可执行文件里，而是在运行时去才被载入，如何多个可执行程序调用同一个动态库,这个动态库在内存中只有一份，通过共享映射区映射给每一个调用这个库的进程，知道最后一个调用这个库的进程结束，内存中的动态库才撤出内存（引用计数）。因此也叫共享库，这也就是是静态库与动态库的区别所在，避免了静态库的空间浪费。

优点

• 动态库可以同时被多个执行程序通过共享映射区共享，因此动态库在内存中只占一份，比较节省内存，他是通过引用计数来统计当前链接的执行程序，链接为零就释放动态库的内存。
• DLL文件与EXE文件独立，只要输出接口不变（即名称、参数、返回值类型和调用约定不变），更换DLL文件不会对EXE文件造成任何影响，因而极大地提高了可维护性和可扩展性；例如程序的增量更新。
• 不同编程语言编写的程序只要按照函数调用约定就可以调用同一个DLL函数；
• 适用于大规模的软件开发，使开发过程独立、耦合度小，便于不同开发者和开发组织之间进行开发和测试。

缺点

• 使用动态链接库的应用程序不是自完备的，它依赖的DLL模块也要存在，如果使用载入时动态链接，程序启动时发现DLL不存在，系统将终止程序并给出错误信息。而使用运行时动态链接，系统不会终止，但由于DLL中的导出函数不可用，程序会加载失败；速度比静态链接慢。当某个模块更新后，如果新模块与旧的模块不兼容，那么那些需要该模块才能运行的软件，统统撕掉。这在早期Windows中很常见。

动态库特点总结：

• 动态库把对一些库函数的链接载入推迟到程序运行的时期。
• 可以实现进程之间的资源共享。（因此动态库也称为共享库）
• 将一些程序升级变得简单。 -甚至可以真正做到链接载入完全由程序员在程序代码中控制（显示调用）。Window与Linux执行文件格式不同，在创建动态库的时候有一些差异。
• 在Windows系统下的执行文件格式是PE格式，动态库需要一个DllMain函数做出初始化的入口，通常在导出函数的声明时需要有_declspec(dllexport)关键字。
• Linux下gcc编译的执行文件默认是ELF格式，不需要初始化入口，亦不需要函数做特别的声明，编写比较方便。

使用动态库

• LD_LIBRARY_PATH环境变量：指定程序动态链接库文件搜索路径

1.创建动态库 创建和使用动态库的命令在最下面解释

2.使用动态库

执行下面指令生成可执行程序，-L在这里可以不用，下面寻找动态库的方法会讲到。

 但是发现无法运行

现在可以通过ldd命令来查看可执行程序依赖的共享库

发现liymytest.so 找不到，为什么这样呢？

虽然上面编译时我们使用了'-L.',但是LD_LIBRARY_PATH环境变量没有指定liymytest.so库的绝对路径，所以就按下面的方法寻找动态库：

Linux系统下，DL函数库与其他函数库在格式上没有特殊的区别，它们创 建的时候是标准的object格式。主要的区别就是这些函数库不是在程序链接的时候或者启动 的时候加载，而是通过一个API来打开一个函数库，寻找符号表，处理错误和关闭函数库。 通常C语言环境下 ，需要包含这个头文件dlfcn.h。 Linux中使用的函数和Solaris中一样，都是dlpoen（）API。当时不是所有的平台都使用同 样的接口，例如HP-UX使用hl_load()机制，而Windows平台用另外的其他的调用接口。如果 你的目的是使得你的代码有很强的移植性，你应该使用一些wrapping函数库，这样的wrappi ng函数库隐藏 不同的平台的接口区别。一种方法是使用glibc函数库中的对动态加载模块的支持，它使用 一些潜在的动态加载函数库界面使得它们可以夸平台使用。 dlopen函数打开一个函数库然后为后面的使用做准备。

C语言原形是：

void * dlopen(const char *filename, int flag);

如果文件名filename是以“/”开头，也就是使用绝对路径，那么dlopne就直接使用它，而不去查找某些环境变量或者系统设置的函数库所在的目录了。否则dlopen（）就会按照下面的次序查找函数库文件：

1. 环境变量LD_LIBRARY指明的路径。该环境变量主要用于指定查找共享库(动态链接库)时除了默认路径之外的其他路径。可以在编译时用-L指定路径来寻找动态库。

2. /etc/ld.so.cache中的函数库列表。 如果安装在其他目录，需要将其添加到/etc/ld.so.cache文件中，步骤如下：
   i.编辑/etc/ld.so.conf文件，加入库文件所在目录的路径
   ii.运行ldconfig ，该命令会重建/etc/ld.so.cache文件

3. /lib目录，然后/usr/lib。不过一些很老的a.out的loader则是采用相反的次序，也就是 先查/usr/lib，然后是/lib。如果安装在/lib或者/usr/lib下，那么ldd默认能够找到，无需其他操作。

这里我使用第一种办法把动态库移动到/uer/lib下，即可运行

g++(gcc)编译选项

• -shared ：指定生成动态链接库。
• -static ：指定生成静态链接库。
• -fPIC ：表示编译为位置独立的代码，用于编译共享库。目标文件需要创建成位置无关码， 念上就是在可执行程序装载它们的时候，它们可以放在可执行程序的内存里的任何地方。
• -L. ：表示要连接的库所在的目录。
• -l：指定链接时需要的动态库。编译器查找动态连接库时有隐含的命名规则，即在给出的名字前面加上lib，后面加上.a/.so来确定库的名称。
• -Wall ：生成所有警告信息。
• -ggdb ：此选项将尽可能的生成gdb 的可以使用的调试信息。
• -g ：编译器在编译的时候产生调试信息。
• -c ：只激活预处理、编译和汇编,也就是把程序做成目标文件(.o文件) 。
• -Wl,options ：把参数(options)传递给链接器ld 。如果options 中间有逗号,就将options分成多个选项,然后传递给链接程序。

nm命令查符号表

有时候可能需要查看一个库中到底有哪些函数，nm命令可以打印出库中的涉及到的所有符号。库既可以是静态的也可以是动态的。nm列出的符号有很多，常见的有三种：

• 一种是在库中被调用，但并没有在库中定义(表明需要其他库支持)，用U表示；
• 一种是库中定义的函数，用T表示，这是最常见的；
• 一种是所谓的弱态”符号，它们虽然在库中被定义，但是可能被其他库中的同名符号覆盖，用W表示。 $nm libhello.h

windows下使用动态库和静态库方法：http://developer.51cto.com/art/201505/476344.htm